[发明专利]使用3-D激光测距仪的目标和车辆检测及跟踪

权利要求书

1.一种用于检测和跟踪车辆附近的目标的方法，所述方法包括：

从激光测距仪提供多个扫描点，所述扫描点表示车辆周围空间中的激光测距仪已经检测到目标的位置；

使用扫描点和车辆动态数据来建立地平面的位置；

使用扫描点和地平面的位置来构造目标占位映射和目标标高映射；以及

使用扫描点和目标占位映射来生成动态目标数据，其中，所述动态目标数据识别和跟踪移动的目标。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，使用扫描点和车辆动态数据来建立地平面的位置包括：

使用车辆俯仰角和倾侧角数据来从先前地平面位置计算预测地平面位置；

在扫描点上执行选通操作，其中，选通操作使用预测地平面位置来识别要在地平面计算中包括的点集合；

生成矩阵，所述矩阵包含要在地平面计算中包括的点集合；

在矩阵上执行特征值分解，以识别最小特征值以及与最小特征值相关的特征矢量；以及

使用与最小特征值相关的特征矢量来确定地平面的方程。

3.根据权利要求2所述的方法，还包括使用卡尔曼滤波器提供更新地平面位置。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，使用扫描点和地平面的位置来构造目标占位映射和目标标高映射包括：

将每个扫描点投影到地平面以确定每个扫描点的地平面相交点和法向矢量；

使用所有扫描点的法向矢量来构建目标标高映射，其中，所述目标标高映射示出了在车辆周围空间中检测的所有目标的高度信息；以及

使用所有扫描点的地平面相交点来构建目标占位映射，其中，所述目标占位映射示出了在车辆周围空间中检测的所有目标的位置信息。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，使用扫描点和目标占位映射来生成动态目标数据包括：

从扫描点去除地面点以生成目标点集合；

使用最近计算的目标占位映射；

构造相似性曲线以确定哪些目标点一起移动；

将一起移动的目标点组聚类成动态目标；

将动态目标分类成目标类型，其中，目标类型包括车辆、行人、自行车和动物；

计算动态目标的质心；以及

跟踪动态目标以生成动态目标数据。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，将一起移动的目标点组聚类成动态目标使用深度优先搜索策略。

7.根据权利要求5所述的方法，其中，跟踪动态目标使用卡尔曼滤波器。

8.根据权利要求5所述的方法，其中，动态目标数据包括每个动态目标相对于地面的纵向和横向位置以及纵向和横向速度。

9.一种用于检测和跟踪车辆附近的目标的方法，所述方法包括：

从激光测距仪提供多个扫描点，所述扫描点表示车辆周围空间中的激光测距仪已经检测到目标的位置；

使用扫描点和车辆动态数据来建立地表面的定义；

使用扫描点和地表面的定义来构造目标占位映射和目标标高映射；

使用扫描点和目标占位映射来生成动态目标数据，其中，所述动态目标数据识别和跟踪移动的目标；以及

在车辆应用中使用目标占位映射和动态目标数据。

10.一种用于检测和跟踪车辆附近的目标的系统，所述系统包括：

车辆中的激光测距仪，用于提供多个扫描点，所述扫描点表示车辆周围空间中的激光测距仪已经检测到目标的位置；

第一处理器，所述第一处理器配置成使用扫描点来计算地表面且生成目标占位映射；

第二处理器，所述第二处理器配置成使用目标占位映射和扫描点来识别和跟踪动态目标；以及

共享存储器模块，用于在第一处理器和第二处理器之间共享数据。